【ナゾロジー】量子世界では鏡の中心で本物と鏡像が溶け合う観測不能ゾーンが発生する [すらいむ★]

**すらいむ ★** · 2025/05/27(火) 21:48:29.33

量子世界では鏡の中心で本物と鏡像が溶け合う観測不能ゾーンが発生する

　鏡に映った光が“偽物”なのか本物なのか区別がつかなくなる――そんな量子力学の不思議な現象を活かし、ナノ粒子の量子ノイズを大幅に低減する手法が明らかになりました。

　イギリスのスウォンジー大学（SU）で行われた理論研究によって、粒子の“実像”と“鏡像”が重なり合い、光を当てても位置情報が得られない状態を作り出せる可能性が示されました

　さらに興味深いことに、観測装置が粒子の細かな動きを捕捉できなくなると、それまで粒子を乱していた光のバックアクションがほとんど消えてしまうこともわかりました。

（以下略、続きはソースでご確認ください）

ナゾロジー　2025.05.26 21:00:01
https://nazology.kusuguru.co.jp/archives/178271

**名無しのひみつ** · 2025/05/27(火) 22:13:05.44

1ヶ月も前のニュース

Hemispherical mirror technique results in quantum noise reduction
by Swansea University

Apr 30, 2025

An illustration showing a standing light wave reflected from a curved mirror with a spherical particle at the center. A stream of information, represented by 0s and 1s, emerges from the system. Credit: Dr James Bateman

Researchers at Swansea University have discovered a way to use mirrors to dramatically reduce the quantum noise that disturbs tiny particles—a breakthrough that might seem magical but is rooted in quantum physics.

半球面鏡技術で量子ノイズを低減
スウォンジー大学

2025年4月30日

中心に球状粒子を配置した曲面鏡で反射された定在光波を示す図。0と1で表される情報の流れがシステムから出力されます。写真提供：ジェームズ・ベイトマン博士

スウォンジー大学の研究者たちは、鏡を用いて微小粒子を乱す量子ノイズを劇的に低減する方法を発見しました。魔法のように思えるかもしれませんが、これは量子物理学に根ざした画期的な成果です。

**名無しのひみつ** · 2025/05/27(火) 22:14:22.27

When scientists measure extremely small objects, such as nanoparticles, they face a difficult challenge: simply observing these particles disturbs them. This happens because photons, particles of light, used for measurement "kick" the tiny particles they hit, an effect known as "backaction."
In a new study published in Physical Review Research, a team from the university's Physics Department has revealed a remarkable connection, that this relationship works both ways.

Swansea University Ph.D. student Rafal Gajewski, first author of the study, said, "Our work has shown that if you can create conditions where measurement becomes impossible, the disturbance disappears too."

"Using a hemispherical mirror with the particle at its center, we found that under specific conditions, the particle becomes identical to its mirror image. When this happens, you can't extract position information from the scattered light, and at the same time, the quantum backaction vanishes."

This breakthrough holds potential for a number of exciting applications, including:
* Creating quantum states with objects much larger than atoms
* Testing fundamental quantum physics at unprecedented scales
* Conducting experiments which explore the boundary between quantum mechanics and gravity
* Developing ultra-sensitive sensors for detecting tiny forces

科学者がナノ粒子のような極めて小さな物体を測定する際、難しい課題に直面します。それは、これらの粒子を単に観測するだけで、粒子に乱れが生じるということです。これは、測定に用いられる光の粒子である光子が、衝突した小さな粒子を「蹴る」ことによって生じます。この効果は「反作用」と呼ばれます。
Physical Review Research誌に掲載された新たな研究で、スウォンジー大学物理学部のチームは、この関係が双方向に働くという驚くべき関連性を明らかにしました。

本研究の筆頭著者であるスウォンジー大学博士課程の学生、ラファル・ガジェフスキ氏は、「私たちの研究は、測定が不可能になる条件を作り出すことができれば、乱れも消えることを示しています」と述べています。

「粒子を中心に置く半球形の鏡を用いて、特定の条件下では、粒子が鏡像と完全に同一になることを発見しました。そうなると、散乱光から位置情報を抽出できなくなり、同時に量子反作用も消滅します。」

この画期的な成果は、以下のような多くの刺激的な応用につながる可能性を秘めています。
* 原子よりもはるかに大きな物体で量子状態を作り出す
* 基礎量子物理学を前例のないスケールで検証する
* 量子力学と重力の境界を探る実験を行う
* 微小な力を検出するための超高感度センサーを開発する

**名無しのひみつ** · 2025/05/27(火) 22:16:48.57

Backaction suppression in levitated optomechanics using reflective boundaries
Rafał Gajewski
and James Bateman
*
Phys. Rev. Research 7, 023041 – Published 11 April, 2025
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.7.023041

しかも大元は4月11日

**名無しのひみつ** · 2025/05/27(火) 22:18:04.25

Abstract
We show theoretically that the noise due to laser induced backaction acting on a small nanosphere levitated in a standing-wave trap can be considerably reduced by utilizing a suitable reflective boundary. We examine the spherical mirror geometry as a case study of this backaction suppression effect, discussing the theoretical and experimental constraints. We study the effects of laser recoil directly, by analyzing optical force fluctuations acting on a dipolar particle trapped at the center of a spherical mirror. We also compute the corresponding measurement imprecision in an interferometric, shot-noise-limited position measurement, using the formalism of Fisher information flow. Our results show that the standing-wave trapping field is necessary for backaction suppression in three dimensions, and they satisfy the Heisenberg limit of detection.

要旨
定在波トラップ内に浮遊した微小ナノ球に作用するレーザー誘起反作用によるノイズは、適切な反射境界を用いることで大幅に低減できることを理論的に示す。この反作用抑制効果のケーススタディとして球面鏡の形状を考察し、理論的および実験的制約について考察する。球面鏡の中心にトラップされた双極子粒子に作用する光力変動を解析することにより、レーザー反作用の影響を直接的に調べる。また、フィッシャー情報流の形式論を用いて、干渉計を用いたショットノイズ限界位置測定における測定精度を計算する。得られた結果は、定在波トラップ場が3次元における反作用抑制に必要であり、ハイゼンベルクの検出限界を満たすことを示している。

**名無しのひみつ** · 2025/05/27(火) 22:21:47.77

ようやくミラーマンに追いついたか

**名無しのひみつ** · 2025/05/28(水) 00:09:31.36

ひみつのアッコちゃんに追いついたのかも
テクマクマヤコン

**名無しのひみつ** · 2025/05/28(水) 01:14:00.99

揺らぎが調和した状態とは観測不能であることと等しいってことだね
入力値がINFになってしまうってことなのかな

**名無しのひみつ** · 2025/05/28(水) 03:27:06.46

鏡を使用して中心エネルギーが高い状態を維持している

底意向かうまでの経路は中心のエネルギーと同じかやや低い？

だったら

AB間で棒のように接続されている

一瞬で情報の送受信ができて当たり前

**名無しのひみつ** · 2025/05/28(水) 03:29:55.63

>>9

この現象なら空中に常時移動する中継基地を設置できるので秘匿性が高い送受信が可能になる

軍か国家の最重要案件の情報のやり取りに使用さされているのかな

**名無しのひみつ** · 2025/05/28(水) 03:55:10.41

良くわからないんだけれどもノイズキャンセラーみたいに光も認識できなくなるってこと？

**名無しのひみつ** · 2025/05/28(水) 05:10:54.75

そんな理想的な鏡が実現可能とは思えません（小並感

**名無しのひみつ** · 2025/05/28(水) 05:25:11.45

走行中の自動車のタイヤホイールが逆回転しているように見えることがあるけれど
ホイールを取り外しランダムで右or左回転する扇風機モーターの様な物に取り付ける

ホイール扇風機を良いさじ加減でランダムで左右どちらか一方向に回転させホイールが止まって見える状態にする
この場合、肉眼ではホイールがどちらに回転しているのか判らない

何故かこんなイメージが浮かんだ

**名無しのひみつ** · 2025/05/28(水) 05:29:27.03

もう何言ってるかわからない

**名無しのひみつ** · 2025/05/28(水) 05:52:38.87

>>37
いづれわかる時が来ます

「いつか」「いつでも」が合言葉

**名無しのひみつ** · 2025/05/28(水) 07:48:02.91

P（プライマリー）波とS（セカンダリー）波があり、観測者は日常 P波を見ています
S波＝P波だったわけで

**名無しのひみつ** · 2025/05/29(木) 00:09:46.99

やっちまったか

**名無しのひみつ** · 2025/05/29(木) 20:12:41.60

これは普通にあるだろうな